JP2011087075A - 圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】実装時、あるいは接合時の歪みを抑制し、周波数安定性に優れ、ＣＳＰ構造とすることのできる圧電デバイスを提供する。
【解決手段】上記課題を解決するための圧電デバイス１０は、ベース基板３０に対して片持ち支持で搭載される圧電素子１２を有し、圧電素子１２は振動部１４から延出されて、ベース基板３０と振動部１４との間に間隙を設ける段差を形成すると共に振動部１４より幅を狭くした引出し部１６を備え、ベース基板３０と引出し部１６とを無機接合層により接合したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、素子部を片持ち構造としたＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）構造の圧電デバイスに関する。

小型化、薄型化を目的としたＣＳＰ構造の圧電デバイスとしては、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているような物を挙げることができる。特許文献１や特許文献２に開示されている圧電デバイス（圧電振動子）は共に、素子部とこの素子部を挟み込む２枚のカバーウェハ（蓋とベース基板）から成る。そして素子部は、逆メサ上に形成した上で薄肉となった部分により振動部を形成し、厚肉となった部分により枠部を形成することで、接合面となる枠部と振動部との間に間隙を持たせる構造としている。

このような構成の圧電デバイスは、各層を構成する複数（３つ）のマザー基板同士を積層接合し、最終的に個片に裁断する。このため、ウェハレベルプロセスにより製造することができ、生産性が高く、小型化への対応にも有効とされている。

特開２００４−３２８４４２号公報 特開２００１−１１９２６４号公報 特開平７−２２８８４号公報

しかしながら、このような構造の圧電デバイスでは、枠部により支持された振動部を有する中間層の圧電基板が、カバーウェハと接合されるため、接合領域である枠部に生じた内部応力が枠部と振動部との接合部である支持部を介して、振動部へと伝達され易い。振動部に内部応力が伝達されてしまうと、伝達された内部応力の作用により、振動部の共振周波数が変動してしまうという悪影響が生ずる。

これに対し、枠部からの応力を回避する手段として、特許文献３に開示されているように、振動部から延出された引出し部を直接、ベース基板に接合する構造が知られている。

しかしこの場合、圧電基板をベース基板に直接接合にて実装すると、マウント歪みが圧電基板の振動領域全体に作用するため、やはり振動部の共振周波数が変動してしまうという問題が生ずることとなる。

そこで本発明では、上記問題点を解決し、実装時、あるいは接合時の歪みを抑制し、周波数安定性に優れ、ＣＳＰ構造とすることのできる圧電デバイスを提供することを目的とする。また、本発明の他の目的として、前述のような圧電デバイスの製造方法を提供することも挙げることができる。

本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］搭載面に対して片持ち支持で搭載される圧電素子を有し、前記圧電素子は振動部から延出されて、前記搭載面と前記振動部との間に間隙を設ける段差を形成すると共に前記振動部より幅を狭くした引出し部を備え、前記搭載面と前記引出し部とを無機接合層により接合したことを特徴とする圧電デバイス。

このような構成とすることにより、実装時、あるいは接合時の歪みを抑制し、周波数安定性に優れた圧電デバイスとすることができる。また、量産性に優れたＣＳＰ構造とすることもできる。

［適用例２］適用例１に記載の圧電デバイスであって、前記引出し部と前記振動部との間にくびれ部を形成したことを特徴とする圧電デバイス。
このような構成とすることにより、振動部からは振動漏れを防止し、引出し部からは応力の伝達を抑制することができる。

［適用例３］適用例１または適用例２に記載の圧電デバイスであって、前記引出し部から前記搭載面にかけて連続形成された導電膜を有することを特徴とする圧電デバイス。
このような構成とすることにより、引出し電極を搭載面に対して電気的に引き回すことができる。

［適用例４］適用例３に記載の圧電デバイスであって、前記引出し部には張出し部を形成し、当該張出し部にスルーホールを設け、当該スルーホール内にも前記導電膜を配したことを特徴とする圧電デバイス。
このような構成とすることにより、導電膜による引出し電極の裏面への電気的な引き回しが容易となり、導電不良を抑制することができる。

［適用例５］適用例３または適用例４に記載の圧電デバイスであって、前記搭載面には配線パターンが形成されており、前記導電膜により、前記配線パターンと前記圧電素子における励振電極とを電気的に接続したことを特徴とする圧電デバイス。

このような構成とすることにより、搭載面に形成された配線パターンと圧電素子における励振電極とが電気的に接続され、配線パターンに接続された外部実装端子を介して圧電素子を励振させることが可能となる。

［適用例６］素子片形成ウェハの接合面側を凹状にエッチングして電極形成する工程と、電極形成した前記素子片形成ウェハをベースウェハに対して凹状エッチング部を対向させて接合する工程と、前記ベースウェハに接合された前記素子片形成ウェハを外形エッチングして素子片を形成する工程と、形成された前記素子片に形成された励振電極と前記ベース基板に形成された配線パターンとを電気的に接続する成膜工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
このような方法で圧電デバイスを製造することによれば、量産性に優れたＣＳＰ構造により圧電デバイスを製造することができる。

［適用例７］適用例６に記載の圧電デバイスの製造方法であって、前記製膜工程を経た前記ベースウェハに対して、前記素子片を封止するカバーウェハを接合する工程と、前記カバーウェハを接合して構成された積層ウェハを前記素子片単位に切断するダイシング工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
カバーウェハも一体とした上でダイシングされるため、量産性の高いＣＳＰ構造とすることができる。

［適用例８］適用例６または適用例７に記載の圧電デバイスの製造方法であって、前記素子片形成ウェハと前記ベースウェハとの接合は、直接接合、陽極接合、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ接合、プラズマ接合のうちのいずれか１つの接合方法により行うことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
このような製造方法によれば、接合面には無機接合層が介在されることとなる。よって、リフロー等の熱処理時に、接合層からガスが生ずるといった事が無い。

［適用例９］適用例６乃至適用例８のいずれか１項に記載の圧電デバイスの製造方法であって、前記素子片形成ウェハと前記ベースウェハとの接合工程の前段に、前記素子片形成ウェハにおける前記凹状エッチング部を覆うマスクを形成する工程を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
このような工程を経ることにより、素子片形成ウェハをエッチングした際、凹状エッチング部にエッチング液が浸入する虞が無い。

第１の実施形態に係る圧電デバイスの構成を示す図である。 圧電素子を透過させたベース基板の平面構成を示す図である。 発明に係る圧電デバイスの製造方法に係る第１の実施形態を説明するための図である。 陽極接合を行う場合の圧電素子の構成を示す図である。 圧電デバイスの製造方法に係る第２の実施形態を説明するための図である。 圧電デバイスの製造方法に係る第３の実施形態を説明するための図である。 蓋体に形成する凹部を浅くする場合の製造方法について説明するための図である。 第２の実施形態に係る圧電デバイスにおける圧電素子の構成を示す図である。 第３の実施形態に係る圧電デバイスにおける圧電素子の構成を示す図である。 実施形態に係る圧電素子のその他の構成について説明する図である。

以下、本発明の圧電デバイス、および圧電デバイスの製造方法に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１、図２を参照して、本発明の圧電デバイスの第１の実施形態について説明する。なお、図１において、図１（Ａ）は蓋体を透過させた平面図であり、図１（Ｂ）は同図（Ａ）中のＡ−Ａ断面を示す図であり、図１（Ｃ）は同図（Ａ）中のＢ−Ｂ断面を示す図であり、図１（Ｄ）は同図（Ａ）における右方向側面図である。また、図２は圧電素子を透過したベース基板の平面図である。

本実施形態に係る圧電デバイス１０は、圧電素子１２と、ベース基板３０、および蓋体５０を基本として構成される。圧電素子１２は、水晶（ＳｉＯ_２）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）等の圧電部材であれば良く、以下の実施形態では圧電部材として水晶を例に挙げて説明することとする。水晶である圧電部材は、ＡＴカットと呼ばれるカット角で切り出された素板を基に形成する。圧電素子１２は、振動部１４と引出し部１６とを備える。実施形態に係る圧電素子１２は、振動部１４を矩形状とし、矩形状を成す振動部１４の一辺から、引出し部１６を延出させている。引出し部１６は振動部１４よりも狭い幅（図中Ｚ方向の長さ）に形成されており、振動部１４の一方の主面に対して凸となる厚肉部を有することで、圧電素子１２を搭載する搭載面（ベース基板３０）との間に段差を形成する構成とされている。このように、引出し部１６の幅を振動部１４の幅よりも狭くすることにより、圧電素子１２を搭載面に接合した際の面積が小さくなり、マウント歪みを抑制することができる。

振動部１４の一方の主面と他方の主面にはそれぞれ、励振電極１８，２２が形成されている。実施形態に係る圧電素子１２では、励振電極１８，２２の形状を振動部１４の外形に合わせて矩形状としている。一方の主面に形成された励振電極１８と他方の主面に形成された励振電極２２からはそれぞれ、引出し電極２０，２４が延出されている。一方の主面に形成された励振電極１８から延出された引出し電極２０は、幅狭に形成された引出し部１６の主面上まで延設されている。一方、他方の主面に形成された励振電極２２から延出された引出し電極２４は、引出し部１６における傾斜面にまで延設されている。このように形成される励振電極１８，２２、および引出し電極２０，２４は、一般的なＡＴカット圧電振動子の励振電極と同じ材質で良く、例えば、クロム（Ｃｒ）膜をベースとした金（Ａｕ）膜などであれば良い。

ベース基板３０は、水晶やガラス、シリコン、セラミックスなどであれば良く、好適には、圧電素子１２を構成する圧電部材と熱膨張率が近似する部材とすると良く、本実施形態ではガラス（ソーダガラス）を例に挙げて説明する。ベース基板３０は搭載面と外部実装面とを有し、搭載面には配線パターン３２，３８が配され、外部実装面には外部実装端子３６，４２が形成されている。外部実装端子３６，４２は、外部実装面に対して一対、ベース基板３０の長手方向両端部付近に、それぞれ幅方向に沿って設けられる。配線パターン３２，３８は、引出し部１６が接合される圧電素子搭載位置を挟んで一対設けられている。それぞれの配線パターン３２，３８は、スルーホール３４，４０を介して外部実装端子３６，４２と接続されるため、２つのスルーホール３４，４０へとそれぞれ延設されている。なお配線パターン３２，３８の構成も、上述した圧電素子１２における励振電極１８，２２等と同様に、クロム膜をベースとした金膜などであれば良い。

上記のような構成の圧電素子１２とベース基板３０との接合は、直接接合により行う。ここで直接接合は、圧電素子１２の引出し部１６における接合面と、ベース基板３０における圧電素子搭載位置とを鏡面化し、接合面に水酸基を付ける。水酸基を付着させた接合面は、水分子を介した水素結合で弱く結合する。この状態で熱処理を施すことにより接合界面の水分が飛び、強固な接合を得ることができる。このため、接合物同士の界面をあえて接合層と呼んだ場合には、無機接合層を構成するということができる。

ベース基板３０に接合された圧電素子１２には、スパッタにより形成された導電膜４４，４６が施され、引出し電極２０，２４と配線パターン３２，３８とが電気的に接続されている。導電膜４４，４６は、圧電素子１２の振動部１４から引出し部にかけての幅が狭くなっている部分を覆うように設けられる。スパッタによって形成される導電膜４４，４６は、結晶方向の異方性によって形成される圧電素子の凹凸部にまで回り込むため、電極膜４４，４６は圧電素子１２の引出し部１６からベース基板３０の搭載面にかけて連続形成されている。このような構成とすることにより、圧電素子１２とベース基板３０との接合に導電性接着剤を用いる必要が無くなる。このため、搭載時の角度ズレや、導電不良の発生を抑制することができる。

蓋体５０は、箱型を成し、接合面側に形成された凹部５２により、圧電素子１２を収容するためのキャビティを構成する。蓋体５０の構成材料は、上述したベース基板３０と同様に、水晶やガラス、シリコン、セラミックスなどであれば良く、好適には、圧電素子１２を構成する圧電部材と熱膨張率が近似する部材とすると良い。よって本実施形態ではベース基板３０と同じガラスとする事が望ましい。

このような構成の蓋体５０は、ベース基板３０に接合されることで、圧電素子１２を気密に封止する役割を担う。
このような構成の圧電デバイス１０によれば、小型化、薄型化に適し、かつ量産性に優れたＣＳＰ構造とすることができる。また、ベース基板３０と圧電素子１２との接合部である引出し部１６の幅を狭めたことにより接合面の面積が小さくなり、実装に起因した外部応力の影響（マウント歪み）を抑制することができる。これにより、振動部１４における周波数の乱れが無くなり、信頼性の高い圧電デバイス１０とすることができる。

次に、上記のような構成の圧電デバイス１０の製造方法について、図３を参照して説明する。
まず、素子片形成ウェハ１１２の接合面側主面を凹状にエッチングする（凹状エッチング部１１３の形成）。エッチングは、エッチング部以外をレジスト膜により覆い、形成したレジスト膜をマスクとしてウエットエッチングを行えば良い。凹状エッチング部１１３は平面視を矩形状としていれば良く、振動部１４（図１参照）よりも一回り大きい形状とすると良い。凹状エッチング部１１３の形成を終了した素子片形成ウェハ１１２に対して、励振電極１８，２２、および引出し電極２０，２４の形成を行う。励振電極１８，２２および引出し電極２０，２４の形成はまず、スパッタや蒸着等により素子片形成ウェハ１１２の表裏面に金属膜を形成する。なお金属膜の形成は、まずＣｒ膜の形成を行い、次いでＡｕ膜の形成といった順に重ねて形成するようにすれば良い。形成した金属膜を覆うようにレジスト膜を形成し、これを励振電極１８，２２と引出し電極２０，２４の外形形状に合わせてパターニングし、パターニングしたレジスト膜をマスクとして金属膜をエッチングして励振電極１８，２２と引出し電極２０，２４を形成する（図３（Ａ）参照）。

次に、励振電極１８，２２と引出し電極２０，２４を形成した素子片形成ウェハ１１２の凹状エッチング部１１３にレジスト膜１１５を形成する（図３（Ｂ）参照）。凹状エッチング部１１３にレジスト膜１１５を形成した素子片形成ウェハ１１２をベースウェハ１３０に対して接合する。接合は、凹状エッチング部１１３をベースウェハ１３０に対向させた状態で行い、接合手段としては直接接合によれば良い。なお、接合対象とするベースウェハ１３０は、搭載面側に配線パターン３２，３８（図１参照）外部実装面側に外部実装端子３６，４２をそれぞれ形成し、外部実装端子３６，４２と配線パターン３２，３８とをスルーホール３４，４０（図１参照）により電気的に接続した物であれば良い（図３（Ｃ）参照）。

ベースウェハ１３０との接合により、外部に晒されることとなった素子片形成ウェハ１１２における励振電極１８，２２と引出し電極２０，２４、および引出し部形成部１１６を覆うように、レジスト膜１１７を形成する。この際、隣り合うレジスト膜１１７間の間隔は、凹状エッチング部１１３に施されたレジスト膜１１５の被覆範囲と重なる程度とする（図３（Ｄ）参照）。

次に、レジスト膜１１７をマスクとして素子片形成ウェハ１１２をエッチングして、圧電素子１２を形成する。この際、凹状エッチング部１１３により形成されていた空隙は、レジスト膜１１５により被覆されているため、空隙内にエッチング液が入り込む事は無く、振動部１４（図１参照）や引出し部１６（図１参照）に悪影響を与える虞は無い（図３（Ｅ）参照）。なお、ウエットエッチングに限らず、ドライエッチングによる加工も可能である。

次に、レジスト膜１１５，１１７を剥離し（図３（Ｆ）参照）、圧電素子における引出し電極２０，２４と、ベースウェハ１３０（ベース基板３０）における配線パターン３２，３８（図１参照）とを電気的に接続する導電膜４４，４６を形成する。導電膜４４，４６の形成は、ガラスマスクや金属マスクを用いたスパッタであれば良い。このような手法により導電膜４４，４６を形成することによれば、水晶における結晶方位の異方性によって形成される傾斜面や、エラ状に張出した裏面側にも、その形状に沿って導電膜４４，４６を形成することができる（図３（Ｇ）参照）。

次に、カバーウェハ１５０をベースウェハ１３０に接合する。カバーウェハ１５０はエッチング等の形状形成手段により形成した凹部５２を有し、この凹部５２に圧電素子１２を収容するように、凹部形成面側をベースウェハ１３０に対向させた状態で接合される。なおベースウェハ１３０に対するカバーウェハ１５０の接合は、直接接合で良い（図３（Ｈ）参照）。

最後に、ベースウェハ１３０に接合したカバーウェハ１５０ごと、積層ウェハとして圧電素子１２単位（圧電素子１２を収容した凹部５２単位）の裁断（ダイシング工程）を行うことで、ＣＳＰ構造の圧電デバイス１０が完成する（図３（Ｉ）参照）。

上記のように製造される圧電デバイス１０によれば、枠型の振動片を採用し、３枚のウェハを積層接合する場合よりも接合時の応力に基づく不良発生のリスクを低減することができる。圧電素子１２をベース基板３０（ベースウェハ１３０）に対して無機接合によりマウントしているため、導電性ペースト等の有機接合層を介してマウントした場合に比べ、パッケージ内部の汚染を抑制することができる。また、樹脂部からのガスの発生が無いため、パッケージ封止時の気密性を高めることもできる。

また、上記実施形態では、圧電素子１２（素子形成ウェハ１１２）とベース基板３０（ベースウェハ１３０）との接合は、直接接合により行う旨記載した。しかしながら本発明に係る製造方法では、圧電素子１２とベース基板３０との接合を陽極接合やＳｉ−Ｏ−Ｓｉ接合、プラズマ接合等の手段により実施しても良い。このような接合手段を用いた場合であっても、圧電素子１２とベース基板３０との接合面に無機接合層を介在させることができるからである。

ここで、陽極接合とは、接合面に金属膜を形成し、接合部材同士を密着させた状態で加圧加熱し、金属膜に所定の電圧を印加することにより行えば良い。例えば陽極接合を行う場合、圧電素子１２における引出し部１６の接合面に対して、図４に示すような金属膜２６，２８を形成しておけば良い。金属膜２６，２８は、ベース基板３０の構成部材であるガラスに拡散する、アルミニウム（Ａｌ）などの金属により構成すると良い。金属膜２６，２８は、素子片形成ウェハに励振電極２２や引出し電極２４を形成する際の工程で、形成すれば良い。金属膜２６，２８を成膜する際、金属膜２６と金属膜２８の間にスリットを入れるようにする。このような構成とすることで、ベース基板３０に接合した後に成膜される導電膜４４，４６と金属膜２６，２８が接触した場合であっても、電圧印加時に短絡を生じさせることが無いからである。なお金属膜２８は、引出し電極２４と接続して形成することにより接合時の電圧印加を可能とすれば良い。また、金属膜２６は、図４（Ｄ）に示すように、金属膜２６を接合面から側面側にまではみ出させるように形成することで、接合時の電圧印加を可能とすれば良い。

また、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ接合とは、接合部材同士を薄膜化されたガラス質物質を介して接合する技術である。具体的には、接合部材の双方に、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含むランダムな原子構造を有するＳｉ骨格と、このＳｉ骨格に結合する脱離基とを有する接合膜を形成し、この接合膜を介して結合部材同士の接合を行うというものである。接合膜に熱や圧縮といったエネルギーを付与することにより、Ｓｉ骨格に結合された脱離基が脱離し、Ｓｉ骨格に活性手が生ずる。接合膜に生じた活性手同士の結合により、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合が成され、接合部材に形成した２つの接合膜は一体化され、強固な接合層となる。

さらに、プラズマ接合とは、接合部材の接合面をプラズマを用いて表面処理した後に接合部材を貼り合わせて接合するというものである。このような接合技術によれば、直接接合に比べて熱処理温度を低くした場合であっても高い接合強度を得ることができる。

次に、本発明に係る圧電デバイスの製造方法に係る第２の実施形態について、図５を参照して説明する。なお、本実施形態に係る製造方法における殆どの工程は、上述した第１の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法と同様である。よって、その工程を同様とする部分に関しては、その詳細を省略することとする。なお、本実施形態に係る製造方法では、ベースウェハ１３０とカバーウェハ１５０との接合にロウ材１３３を用いる点を特徴とする。

まず、ベースウェハ１３０に対して素子片形成ウェハ１１２を接合する工程の前工程として、ベースウェハ１３０に、接合用のメタライズ１３１を形成する。メタライズ１３１を形成したベースウェハ１３０に対して、素子片形成ウェハ１１２を接合する（図５（Ａ）参照）。

次に、ベースウェハ１３０に接合された素子片形成ウェハ１１２の励振電極１８、引出し電極２０、および引出し部形成部１１６を覆うレジスト膜１１７を形成する（図５（Ｂ）参照）。形成されたレジスト膜１１７をマスクとして素子片形成ウェハ１１２をエッチングし（図５（Ｃ）参照）、レジスト膜１１７，１１５を剥離する（図５（Ｄ）参照）。

次に、引出し電極２０，２４と配線パターン３２，３８（図１参照）を電気的に接続する導電膜４４，４６を形成する（図５（Ｅ）参照）。導電膜４４，４６を形成した後、ベースウェハ１３０に対してカバーウェハ１５０を接合する。カバーウェハ１５０の接合は、ベースウェハ１３０に施したメタライズ１３１の上面にロウ材１３３を施し、これを溶融させることにより行えば良い（図５（Ｆ）参照）。ベースウェハ１３０に対してカバーウェハ１５０を接合した後、圧電素子１２を収容する凹部５２毎にカバーウェハ１５０およびベースウェハ１３０を裁断する（図５（Ｇ）参照）。

ここで、上記実施形態に係る圧電デバイス１０は、蓋体５０としてキャップ型のものを例に挙げて説明し、製造方法もこれを基本として説明した。しかしながら本実施形態に係る圧電デバイス１０の蓋体５０としては、平板状のいわゆるリッド型のものとしても良い。このように、蓋体５０を平板状とする圧電デバイスの製造方法について、第３の実施形態として、図５を参照して以下に説明する。なお、本実施形態に係る製造方法における殆どの工程は、上述した第１の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法と同様である。よって、その工程を同様とする部分に関しては、その詳細を省略し、本実施形態に係る特徴的な工程についての説明に重点をおくこととする。なお、本実施形態に係る製造方法では、素子片形成ウェハ１１２により、パッケージの壁面（枠部）も形成する点を特徴とする。

本実施形態に係る圧電デバイスの製造方法は、素子片形成ウェハ１１２に対して凹状エッチング部１１３を形成する際、同一面に第２の凹状エッチング部１２１と、凹状エッチング部１１３を形成した面の裏面側に第３の凹状エッチング部１２３を形成する。第２の凹状エッチング部１２１は、引出し部形成部１１６と、壁面形成部１２７との間に形成する。また、第３の凹状エッチング部１２３は、隣り合う壁面形成部１２７間に設けられる。なお、第２の凹状エッチング部１２１には、レジスト膜１１９が形成されている。第２の凹状エッチング部１２１を形成することにより、壁面形成時のエッチング時間を短縮することが可能となる。このように、素子片形成ウェハに対して凹状エッチング部（第１の凹状エッチング部）１１３、第２の凹状エッチング部１２１、第３の凹状エッチング部１２３と、励振電極１８，２２、引出し電極２０，２４、およびレジスト膜１１５，１１９を形成した後、素子片形成ウェハ１１２をベースウェハ１３０へ接合する（図６（Ａ）参照）。

ベースウェハ１３０に対して素子片形成ウェハ１１２を接合した後、素子片形成ウェハ１１２における第３の凹状エッチング部１２３を形成した面に、レジスト膜１２５を形成する。レジスト膜１２５は、圧電素子形成部と、壁面形成部１２７の上面に形成する（図６（Ｂ）参照）。
その後、レジスト膜１２５をマスクとして素子片形成ウェハ１１２をエッチングし、圧電素子１２と壁面形成部１２７を分離する（図６（Ｃ）参照）。

エッチング終了後、レジスト膜１１５，１１９，１２５を剥離し、壁面形成部１２７の上面にカバーウェハ１５０ａ（裁断後は蓋体５０ａ）を接合する。カバーウェハ１５０ａは、平板状のガラスなどであれば良く、接合には上述した直接接合、陽極接合、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ接合、およびプラズマ接合等の技術を用いれば良い（図６（Ｄ）参照）。

また、蓋体として凹部５２の浅いものを採用した場合は、素子片形成ウェハ１１２に対して、第３の凹状エッチング部を形成せずに、圧電素子形成部と壁面形成部１２７の分離を行うエッチングをするようにすれば良い。このような製造工程を経た場合、壁面形成部１２７の上面と圧電素子１２の高さが等しくなる。このため、蓋体５０ｂ（裁断前はカバーウェハ１５０ｂ）における凹部５２は、圧電素子１２と蓋体５０ｂとの間隙を担う深さがあれば足りることとなり、その深さを浅くすることができる。

次に、本発明の圧電デバイスに係る第２の実施形態について図８を参照して説明する。なお、本実施形態に係る圧電デバイスの殆どの構成は、上述した第１の実施形態に係る圧電デバイスと同じである。よってその構成を同一とする箇所については、図面に同一符号を付して詳細な説明は省略することとする。また、本実施形態に係る圧電デバイスの特徴的な構成は圧電素子の形態にある。よって図８には圧電素子の構成を載せ、圧電デバイス全体の構成としては図１を援用することとする。

本実施形態に係る圧電デバイスを構成する圧電素子１２ａは、振動部１４の表裏面に凸状の厚肉部１５を有し、厚肉部１５の主面上に励振電極１８，２２を形成している。振動部の形態をこのようなメサ形状とすることにより、主要波のとじ込め効果を発揮することが可能となり、高いＱ値と高い振動安定性を得ることが可能となる。

また、本発明の圧電デバイスに係る第３の実施形態として、図９（Ａ）に示すような形態の圧電素子を搭載したものを挙げることができる。本実施形態においても、圧電素子以外の構成については上述した第１の実施形態に係る圧電デバイスと同様であるため、その構成については図１を援用することとする。また、圧電素子についても、その構成を同一とする箇所には図面に同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る圧電デバイスにおける圧電素子１２ｂは、振動部１４と引出し部１６との間に張出し部１７を形成し、この張出し部１７に貫通孔１９を設けたことを特徴とする。このような形態とすることで、図９（Ｂ）に示すように、圧電素子１２ｂをベース基板３０（図１参照）に接合した後、スパッタにより導電膜４４，４６を形成する際、導電膜４４，４６が貫通孔１９を通って圧電素子１２ｂの裏面側へ回り込むこととなり、導通不良の発生を抑制することができる。また、張出し部１７を形成し、そこに貫通孔１９を設ける構成としているため、振動部１４に直接貫通孔を形成する場合と異なり、振動漏れや不要波の発生を抑制することができる。さらに、長手方向（Ｘ軸方向）中心線を基点として線対称に張出し部１７、および貫通孔１９を形成したことにより、振動の安定性を確保することができる。

また、圧電素子１２（１２ａ，１２ｂ）の構成としては、図１０に示すように、振動部１４と引出し部１６との間にくびれ部２１を形成するようにしても良い。このような構成とすることによれば、振動部１４からの振動漏れを抑制すると共に、接合された引出し部１６から振動部１４への応力の伝達を抑制することができる。

１０………圧電デバイス、１２………圧電素子、１４………振動部、１６………引出し部、１８………励振電極、２０………引出し電極、２２………励振電極、２４………引出し電極、３０………ベース基板、３２………配線パターン、３４………スルーホール、３６………外部実装端子、３８………配線パターン、４０………スルーホール、４２………外部実装端子、４４………導電膜、４６………導電膜、５０………蓋体、５２………凹部。

Claims (9)

1. 搭載面に対して片持ち支持で搭載される圧電素子を有し、
   前記圧電素子は振動部から延出されて、前記搭載面と前記振動部との間に間隙を設ける段差を形成すると共に前記振動部より幅を狭くした引出し部を備え、
   前記搭載面と前記引出し部とを無機接合層により接合したことを特徴とする圧電デバイス。
2. 請求項１に記載の圧電デバイスであって、
   前記引出し部と前記振動部との間にくびれ部を形成したことを特徴とする圧電デバイス。
3. 請求項１または請求項２に記載の圧電デバイスであって、
   前記引出し部から前記搭載面にかけて連続形成された導電膜を有することを特徴とする圧電デバイス。
4. 請求項３に記載の圧電デバイスであって、
   前記引出し部には張出し部を形成し、当該張出し部にスルーホールを設け、当該スルーホール内にも前記導電膜を配したことを特徴とする圧電デバイス。
5. 請求項３または請求項４に記載の圧電デバイスであって、
   前記搭載面には配線パターンが形成されており、
   前記導電膜により、前記配線パターンと前記圧電素子における励振電極とを電気的に接続したことを特徴とする圧電デバイス。
6. 素子片形成ウェハの接合面側を凹状にエッチングして電極形成する工程と、
   電極形成した前記素子片形成ウェハをベースウェハに対して凹状エッチング部を対向させて接合する工程と、
   前記ベースウェハに接合された前記素子片形成ウェハを外形エッチングして素子片を形成する工程と、
   形成された前記素子片に形成された励振電極と前記ベース基板に形成された配線パターンとを電気的に接続する成膜工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
7. 請求項６に記載の圧電デバイスの製造方法であって、
   前記成膜工程を経た前記ベースウェハに対して、前記素子片を封止するカバーウェハを接合する工程と、
   前記カバーウェハを接合して構成された積層ウェハを前記素子片単位に切断するダイシング工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
8. 請求項６または請求項７に記載の圧電デバイスの製造方法であって、
   前記素子片形成ウェハと前記ベースウェハとの接合は、
   直接接合、陽極接合、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ接合、プラズマ接合のうちのいずれか１つの接合方法により行うことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
9. 請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の圧電デバイスの製造方法であって、
   前記素子片形成ウェハと前記ベースウェハとの接合工程の前段に、
   前記素子片形成ウェハにおける前記凹状エッチング部を覆うマスクを形成する工程を有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。

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